(57)【要約】【課題】有機塩素系化合物で汚染された土壌を、掘削することなく、効率よく原位置で浄化処理することができる汚染土壌の浄化方法を提供すること。【解決手段】有機塩素系化合物で汚染された土壌に、２本以上の回転軸に取り付けられた撹拌翼を貫入すると共に鉄微粒子スラリーを付与して、該鉄微粒子スラリーが付与された土壌を該撹拌翼で撹拌する工程を含む有機塩素系化合物で汚染された土壌の原位置浄化方法であって、該撹拌翼を同時に正方向と逆方向に回転させることを特徴とする原位置浄化方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機塩素系化合物で汚染された土壌に、回転翼が取り付けられた２本以上の回転軸の該撹拌翼を貫入すると共に鉄微粒子スラリーを付与して、該鉄微粒子スラリーが付与された土壌を該撹拌翼で撹拌する工程を含む有機塩素系化合物で汚染された土壌の原位置浄化方法であって、該回転軸を同時に正方向と逆方向に回転させることを特徴とする原位置浄化方法。
【請求項２】
有機塩素系化合物で汚染された土壌に、回転翼が取り付けられた１本以上の回転軸の該撹拌翼を貫入すると共に鉄微粒子スラリーを付与して、該鉄微粒子スラリーが付与された土壌を該撹拌翼で撹拌する工程を含む有機塩素系化合物で汚染された土壌の原位置浄化方法であって、該回転軸を交互に正方向と逆方向に回転させることを特徴とする原位置浄化方法。
【請求項３】
回転軸が、内側回転軸及び外側回転軸の２本からなり、該２本の回転軸は同心にあり、且つ内側回転軸及び外側回転軸の回転方向が相互に反対である請求項１に記載の浄化方法。
【請求項４】
回転軸が、２本以上からなり、該２本以上の回転軸は同心になく、且つ隣接する回転軸の回転方向が相互に反対である請求項１に記載の浄化方法。
【請求項５】
有機塩素系化合物で汚染された土壌が飽和帯にあり、該土壌に付与する鉄微粒子スラリーの量が、土壌１ｍ３当たり５０〜２００リットルである請求項１〜４のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項６】
有機塩素系化合物で汚染された土壌が不飽和帯にあり、該土壌に付与する鉄微粒子スラリーの量が、土壌１ｍ３当たり１５０〜３００リットルである請求項１〜５のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項７】
鉄微粒子スラリーの固形分が、３〜１２質量％である請求項１〜６のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項８】
回転軸及び回転軸を有する装置が攪拌機であり、該攪拌機が機械撹拌式−スラリー系で使用できる攪拌機である請求項１〜７のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項９】
回転軸及び回転軸を有する装置が攪拌機であり、該攪拌機が相対攪拌機である請求項１〜８のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項１０】
攪拌機での羽根切り回数が、４００〜８００回／分である請求項８又は９に記載の浄化方法。
【請求項１１】
鉄微粒子スラリーの付与を、撹拌しながら行う請求項１〜１０のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項１２】
鉄微粒子スラリーの付与を、連続的に行う請求項１〜１１のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項１３】
鉄微粒子スラリーの鉄微粒子が、０．３〜１．５μｍの平均粒径を有する請求項１〜１２のいずれかに記載の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機塩素系化合物により汚染された土壌、又は土壌及び地下水を無害化する汚染土壌の原位置浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械類の油類除去等の工業的な洗浄には、これまでトリクロロエチレン等の有機塩素系化合物が大量に使用されてきた。環境汚染の観点から、最近ではこのような有機塩素系化合物の使用が規制されるようになってきている。しかしながら、既に多量の有機塩素系化合物が使用されており、このためその土壌汚染あるいは水質汚染も進んでいる。即ち、トリクロロエチレン等の有機塩素系化合物は、安定で微生物に分解され難く、自然環境に投棄された有機塩素系化合物は、土壌を汚染するだけでなく、最終的には河川や地下水を汚染し、これが飲料水の原水となることがあり、問題となる。
【０００３】
上記有機塩素系化合物等の揮発性の有機化合物で汚染された土壌を浄化する方法としては、土壌ガス吸引法、地下水揚水法、土壌掘削法等が知られている。土壌ガス吸引法は、不飽和帯に存在する対象物質を強制的に吸引するものであり、ボーリングにより地盤中に吸引用井戸を設置し、真空ポンプによって吸引用井戸内を減圧にし、気化した有機化合物を吸引井戸内に集め、地下に導いて土壌ガス中の有機化合物を活性炭に吸着させるなどの方法によって処理するものである。上記有機化合物による汚染が帯水層にまで及んでいる場合には、吸引用井戸内に水中ポンプを設置し、土壌ガスと同時に揚水して処理する方法が採用される。
【０００４】
地下揚水法は、土壌中に揚水井戸を設置し、汚染地下水を揚水して処理する方法である。さらに、土壌掘削法は、汚染土壌を掘削し、掘削した土壌を風力乾燥、加熱処理を施して有機化合物の除去回収を行う方法である。
【０００５】
しかしながら、これらの方法は、土壌を直接浄化する方法ではなく、上記土壌ガス吸引法、地下水揚水法等により集められた汚染水、あるいは河川、地下水等の汚染水を浄化する方法であり、対象は極めて大量であり、処理は長期間を要する場合が多い。また処理工程が複雑となる場合が多いのも欠点である。このため、汚染源である土壌を直接簡便に浄化する方法が求められている。
【０００６】
上記のように、従来の有機塩素系化合物で汚染された土壌を浄化する方法は、汚染土壌から汚染水を集め、これを浄化処理するか、土壌そのものを集め浄化処理するものであり、汚染土壌自体を直接、簡便に浄化する方法ではない。
【０００７】
ＷＯ−０１／０８８２５号公報には、鉄粒子を微粒することにより、鉄の表面積を大きくして汚染物質の処理能力を増大させ、また微粒化に加え、粒子の形を球状にすることにより土壌内への鉄の迅速な浸透を可能にした、粒径１０μｍ未満の球状の鉄微粒子スラリーからなる土壌浄化剤が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
ＷＯ−０１／０８８２５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者の検討によれば、ＷＯ−０１／０８８２５号公報に記載の粒径１０μｍ未満の球状の鉄微粒子スラリーを汚染土壌に直接注入した場合、砂質層等には比較的均一に鉄微粒子スラリーを導入することができるが、シルト層や粘土層、関東ローム層等には均一に導入することができず、有機塩素系化合物の無害化が充分行えない場合があるとの問題があることが明らかとなった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、有機塩素系化合物で汚染された土壌を、掘削等行うことなく、撹拌により効率よく原位置で浄化処理する方法を提供することにある。
【００１１】
上記目的を実現するために、本発明者等は、構造物等を構築するために、その地盤の土壌に、石灰系、セメント系、高分子系等の固化性粉体を付与して撹拌する地盤改良工法である深層混合処理工法に着目した。
【００１２】
即ち、深層混合処理工法には、グラウト／スラリー噴射方式、スラリー・エアー噴射方式、スラリー・エアー・水噴射方式等を含む高圧噴射撹拌工法、或いはスラリー方式、粉体方式等を含む機械撹拌工法があり、これらのついて種々検討を行った。
【００１３】
これらの中で、機械撹拌式−スラリー系で使用できる攪拌機、例えばＣＤＭ工法（隣接する回転軸の回転方向が反対）、ＤＣＳ工法、エポコラム工法（これらは回転軸が同心にあり、内側撹拌翼と外側撹拌翼との回転方向が反対）等で用いられるもの（これらは一般に相対攪拌機である）などを用い、撹拌を同時に又は交互に正方向と反対方向を回転させることにより鉄微粒子を土壌中に均一分散させることが可能になることを見出した。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機塩素系化合物で汚染された土壌に、回転翼が取り付けられた２本以上の回転軸の該撹拌翼を貫入すると共に鉄微粒子スラリーを付与して、該鉄微粒子スラリーが付与された土壌を該撹拌翼で撹拌する工程を含む有機塩素系化合物で汚染された土壌の原位置浄化方法であって、該回転軸を同時に正方向と逆方向に回転させることを特徴とする原位置浄化方法；及び
有機塩素系化合物で汚染された土壌に、回転翼が取り付けられた１本以上の回転軸の該撹拌翼を貫入すると共に鉄微粒子スラリーを付与して、該鉄微粒子スラリーが付与された土壌を該撹拌翼で撹拌する工程を含む有機塩素系化合物で汚染された土壌の原位置浄化方法であって、該回転軸を交互に正方向と逆方向に回転させることを特徴とする原位置浄化方法；にある。
【００１５】
上記前者の原位置浄化方法において、回転軸が、内側回転軸及び外側回転軸の２本からなり、該２本の回転軸は同心にあり、且つ内側回転軸及び外側回転軸の回転方向が相互に反対であることが好ましい。また、このような構成の攪拌機が一般に用いられる。或いは、回転軸が、２本以上からなり、該２本以上の回転軸は同心になく、且つ隣接する回転軸の回転方向が相互に反対であることが好ましい。また、このような構成の攪拌機が一般に用いられる。効率よく土壌浄化処理を行うことができる。
【００１６】
有機塩素系化合物で汚染された土壌が飽和帯にある場合、この土壌に付与する鉄微粒子スラリーの量が、土壌１ｍ３当たり５０〜２００Ｌ（リットル）であることが好ましい。また、有機塩素系化合物で汚染された土壌が不飽和帯にある場合、この土壌に付与する鉄微粒子スラリーの量が、土壌１ｍ３当たり１５０〜３００Ｌであることが好ましい。
【００１７】
鉄微粒子スラリーの固形分は、０．５〜３０質量％、さらに３〜１２質量％、特に４〜８質量％であることが好ましい。土壌の性質、汚染度に従い決定される。
【００１８】
使用される攪拌機が、機械撹拌式−スラリー系で使用できる攪拌機であることが好ましい。また攪拌機が、相対攪拌機であることが好ましい。相対攪拌機での羽根切り回数が、４００〜８００回／分、特に５５０〜６５０回／分であることが好ましい。より短時間での浄化作業が可能となる。
【００１９】
鉄微粒子スラリーの付与を、撹拌しながら行うこと、及び／又は鉄微粒子スラリーの付与を、連続的に行うことが好ましい。鉄微粒子スラリーの鉄微粒子が、０．３〜１．５μｍの平均粒径を有することが好ましい。土壌への鉄微粒子の浸透が優れている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の浄化方法は、有機塩素系化合物で汚染された土壌を掘削することなく原位置で直接浄化しようとするものであり、該鉄微粒子スラリーを付与しながら土壌を相対撹拌（正方向と逆方向に撹拌）させることにより、基本的に行われる。
【００２１】
本発明の浄化方法で使用される、鉄微粒子スラリーを付与しながら土壌を相対撹拌するための攪拌機としては、機械撹拌式−スラリー系で使用できる攪拌機、例えばＣＤＭ工法、ＤＣＳ工法、エポコラム工法等を用いられるもので、これらは一般に相対攪拌機である。即ち、これらは、攪拌機中に撹拌用回転軸を２本又はそれ以上、好ましくは２本を有している。特に、回転軸が、内側回転軸及び外側回転軸の２本からなり、該２本の回転軸は同心にあり、且つ内側回転軸及び外側回転軸の回転方向が相互に反対である相対攪拌機が好ましい。
【００２２】
本発明の浄化方法は、例えば、上記攪拌機を用い、攪拌翼の先端を土壌中に貫入し、撹拌翼（一般に複数の撹拌羽根からなる）を回転させながら、鉄微粒子スラリーを付与（一般に噴射）し、鉄微粒子スラリーと土壌を強力に混合することにより行われる。これにより、鉄微粒子スラリーと土壌とが十分に混合されて均一性が飛躍的に向上し、これらの間の反応が促進されることから、浄化されずに残る土壌はほとんど存在しなくなる。
【００２３】
上記攪拌機としては、ＤＣＳ工法に使用される攪拌機が特に好ましい。この攪拌機の構造を図１及び図２に示す。
【００２４】
図１は、ＤＣＳ工法に使用される攪拌機の１例の断面図を示している。図１において、内側回転軸１１の周囲に、内側撹拌翼（内側撹拌羽根３枚１組で２カ所有する）１２が取り付けられ、その周囲に外側回転軸１０に取り付けられた外側撹拌翼（外側撹拌羽根３枚１組で３カ所有する）１３及びこれらを支える縦翼１４が設けられている。内側回転軸１１と外側回転軸１０は同心に設置されている。内側撹拌翼１２の撹拌羽根は、高さ方向で外側撹拌翼１３の撹拌羽根の間に位置するように設けられている。攪拌機の先端部には、撹拌ヘッド１５が設けられ、その中央に先端吐出口１６が設けられている。また一般に回転軸１１の中央部にも吐出口が設けられている。
【００２５】
図２に、図１のＡ−Ａ’断面図を示す。内側撹拌翼１２と、外側撹拌翼１３は、矢印が示すように相互に正逆の反対の方向に回転する。内側撹拌翼は、上記のように撹拌羽根３枚１組で２カ所有し、外側撹拌翼は、撹拌羽根３枚１組で３カ所有する。撹拌羽根の数は適宜設定することができる。６〜１２枚が好ましい。
【００２６】
上記図１及び図２に示されるＤＣＳ工法用攪拌機は、鉄微粒子スラリーを噴出させながら、撹拌ヘッド１５、及び内側撹拌翼１２、外側撹拌翼１３を大きなトルクで回転させて土壌内に貫入する。即ち、先ず吐出口１６から鉄微粒子スラリーを噴出させ、撹拌ヘッド１５で土壌を撹拌しながら土壌内に貫入し、相互に反対に回転する内側撹拌翼１２と外側撹拌翼１３により充分に撹拌される。尚、内側回転軸１１の中央部の吐出口（図示せず）からも鉄微粒子スラリー或いは他の薬剤を必要に応じて吐出することができる。このようなスラリーの噴出及び撹拌により、特に効率よく土壌とスラリー中の鉄微粒子が接触することになり、還元反応が迅速に進行することとなる。内側撹拌翼１２の羽根と外側撹拌翼１３の羽根とが交差する回数である（即ち、羽根の枚数と回転数に比例して大きくなる）、羽根切り回数は、小さすぎても、大きすぎても好ましくなく、一般に４００〜８００回／分、特に５５０〜６５０回／分であることが好ましい。これにより短時間での浄化が可能となる。
【００２７】
上記羽根切り回数は例えば以下のように計算される。
【００２８】
内側撹拌翼の羽根：６枚、回転数：低速時２１回／分（貫入時）、高速時４２回／分（引き抜き時）、
外側撹拌翼の羽根：９枚、回転数：低速時８．１回／分（貫入時）、高速時１６．３回／分（引き抜き時）、
の条件で、貫入速度１．０ｍ／分、引き抜き速度１．０ｍ／分で撹拌処理を行った場合、次のように羽根切り回数が計算される：
羽根切り回数  ＝貫入時羽根切り回数（内側羽根枚数×回転数÷貫入速度＋外側羽根枚数×回転数÷貫入速度）＋  引き抜き時羽根切り回数（内側羽根枚数×回転数÷引き抜き速度＋外側羽根枚数×回転数÷引き抜き速度）  ＝（６枚×２１÷１．０＋９枚×８．１÷１．０）＋（６枚×４２÷１．０＋９枚×８．１÷１．０）＝１９８．９＋３９８．７  ＝  ５９７．６（回／分）
ＤＣＳ工法用攪拌機の寸法は、外側撹拌翼の直径で１〜３ｍ程度、特に１〜２ｍ程度が好ましい。
【００２９】
ＤＣＳ工法用攪拌機と同様の相対撹拌機として、エポコラム工法用攪拌機も使用することができる。
【００３０】
本発明の方法で使用される攪拌機としては、ＣＤＭ工法（機械撹拌式−スラリー系工法）に使用される攪拌機も好ましい。この攪拌機の構造を図３に示す。
【００３１】
図３において、油圧モータ３１Ａ，３１Ｂに撹拌羽根３２Ａ，３２Ｂを多数（撹拌翼）を有する回転軸３３Ａ，３３Ｂが取り付けられている。鉄微粒子スラリーは、回転軸３３Ａ，３３Ｂ内にある圧送管３４Ａ，３４Ｂを介して回転軸先端にある吐出口３５Ａ，３５Ｂから土壌に付与される。上記回転軸には一般に撹拌羽根枚数２〜４枚１組としての撹拌翼が取り付けられている。そして、このような複数の撹拌羽根の１組が、一般に６〜８組取り付けられ撹拌翼を構成している。これにより撹拌効率が向上する。汚染された土壌内に攪拌機の貫入は、例えば、鉄微粒子スラリーが圧送管３４Ａ，３４Ｂに供給され、その先端の吐出口３５Ａ，３５Ｂからスラリーを噴霧しながら、撹拌翼３３Ａを右回転、撹拌翼３３Ｂを左回転させて、撹拌翼が土壌内に貫入していくことにより行われる。このようなスラリーの噴出及び撹拌により、効率よく土壌とスラリー中の鉄微粒子が接触することになり、還元反応が迅速に進行する。
【００３２】
撹拌軸が１本しか無い攪拌機を用いた場合は、本発明では、その撹拌軸の回転方向を交互に正方向と逆方向にして撹拌を行う必要がある。できるだけ頻繁に回転の方向は変えた方が鉄微粒子と土壌との反応が効率よく進むので、好ましい。
【００３３】
或いは、撹拌翼が１本しか無い攪拌機を２本以上用いて、複数の攪拌機を近接して使用し、土場内で撹拌翼が相互に反対になるように回転させながら、鉄微粒子スラリーを土場内に注入して、スラリーと土壌を混合することもできる。
【００３４】
本発明の方法は、有機塩素系化合物で汚染されたどのような土壌にも適用することができる。例えば、砂質層、粘土層、シルト層等いずれでも可能である。
【００３５】
有機塩素系化合物で汚染された土壌が飽和帯にある場合、この土壌に付与する鉄微粒子スラリーの量が、土壌１ｍ３当たり２０〜４００Ｌ、特に５０〜２００Ｌであることが好ましい。また、有機塩素系化合物で汚染された土壌が不飽和帯にある場合、この土壌に付与する鉄微粒子スラリーの量が、土壌１ｍ３当たり５０〜５００Ｌ、特に１５０〜３００Ｌであることが好ましい。
【００３６】
本発明の浄化の対象となる汚染源は有機塩素化化合物である。有機塩素化化合物の例としては、１，１−ジクロロエチレン、１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ジクロロジフルオロエタン等を挙げることができる。これらの有機塩素系化合物は、鉄の脱ハロゲン化作用（還元作用）により、ハロゲンを失って対応する炭化水素となり、土壌より除去されると考えられる。
【００３７】
本発明の方法で使用することができる鉄微粒子スラリーは、どのような鉄微粒子のスラリーでも良いが、平均粒径の小さい鉄微粒子のスラリーが好ましい。鉄微粒子は、１０μｍ未満、さらに０．１〜３μｍ、特に０．３〜１．５μｍの平均粒径を有することが好ましく、その形状は球状であることが好ましい。
【００３８】
また、鉄微粒子スラリーは、製鋼ダストスラリーであることが好ましい。製鋼ダストスラリーは、シックナーで濃縮する前の製鋼ダストスラリー、或いはシックナーで濃縮化され、最終的にフィルタープレスにより微粒子のみに選別された細粒鉄粉が好ましい。
【００３９】
上記スラリーの固形分は０．５〜３０質量％、さらに３〜１２質量％、特に４〜８質量％が好ましい。更にスラリーは、酸化防止剤を含むことが好ましい。これにより鉄が酸化されないように維持することができる。固形分中、９０質量％以上は金属鉄及び鉄含有化合物である。固形分中、金属鉄が３０質量％以上占める。
【００４０】
本発明の方法に使用されるスラリーに含まれる鉄微粒子は、一般に極めて微粒子であり、このため直接汚染土壌に付与した場合、土壌内に迅速に浸透する。このような超微粒子の鉄粉を用いることにより大幅な洗浄力の向上が図れる。また、鉄微粒子はこのように超微粒子である上、特にその形状が球である場合は、汚染土壌に付与した際、極めて迅速に土壌内に浸透し、浄化作用を示す。
【００４１】
上記鉄微粒子スラリーは、さらに鉄以外の金属でも、還元作用を有する金属であるＭｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ等を併用することができる。これらの金属もその平均粒径はできるだけ小さいことが好ましい。
【００４２】
微粒子の鉄粉は、表面積が大きく表面に酸化（不働態化）され易いため、本発明ではこれを防止するため親水性バインダー及び／又は金属ハロゲン化物を併用することが好ましい。
【００４３】
金属ハロゲン化物は、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２等を挙げることができ、特にＮａＣｌが好ましい。金属ハロゲン化物は、鉄の水酸化物、酸化物を金属鉄に還元する働きがある。その使用量は、固形分に対して０．５〜２００質量％が一般的で、０．５〜５０質量％が好ましい。
【００４４】
更に、本発明で用いられる鉄微粒子スラリーは親水性樹脂を含んでいても良い。親水性樹脂は、鉄微粒子の表面を覆い、有機ハロゲン化物を還元作用を示すまでに酸化されないように保護する機能を有する。このような親水性樹脂の例としては、スクロース等の二糖類、スクロース誘導体（例、スクロース高級脂肪酸エステル）、グルコース等の単糖類、アルギン酸；プルラン、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、ポリアクリルアミド、グアガム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性樹脂を挙げることができる。プルラン（水溶液にした際の粘度が低く特に好ましい）、ヒドロキシエチルセルロース、スクロース、グルコース、ＰＶＡが好ましい。親水性樹脂として生分解性ポリマーを用いると二次的な環境汚染に対して特に有効である。その使用量は、固形分に対して０．０１〜２００質量％が一般的で、０．０１〜１００質量％が好ましい。
【００４５】
また、鉄微粒子スラリーは、スラリー状であるので、鉄粒子表面の酸化を防止でき、従って輸送の際の酸化も防止できる。尚、輸送中は、鉄粒子が沈殿固化しないように攪拌することが好ましい。また鉄粒子表面の酸化を防止するために、酸化防止剤をスラリーに添加することが好ましい。酸化防止剤としては、有機酸（例、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、クエン酸、リンゴ酸、特にアスコルビン酸）及びこれらの塩を挙げることができ、その添加量は、鉄微粒子に対して０．０１〜１０質量％が一般的で、０．１〜３質量％が好ましい。
【００４６】
上記鉄微粒子スラリーは、さらに還元剤として金属硫酸塩（特に硫酸第一鉄）を含有することが好ましい。これは空気中の酸素と反応するため、金属鉄微粒子の表面の酸化を防ぐことができる。
【００４７】
上記鉄微粒子スラリーは、さらに無機炭酸塩又は炭酸塩系鉱物を含有していることが好ましい。これらの例としては、炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珊瑚化石石灰岩、石灰岩、ドロマイトを挙げることができ、特に沈降性炭酸カルシウムが好ましい。本発明の鉄微粒子スラリーは微粒子の鉄を使用しているため、土壌内の土壌粒子の間隙に注入することが可能である。しかしながら、微粒子にすることにより地下水等に溶出する可能性も高くなることから、本発明では上記炭酸塩を用いて、溶出した鉄イオンを固定し、これを防止することが好ましい。
【００４８】
本発明の鉄微粒子スラリーに、所望により酸化防止剤、金属ハロゲン化物又は親水性樹脂、又は金属ハロゲン化物及び親水性樹脂とを加えて、懸濁、あるいは分散させて得られるものである。その際分散に用いる水としては、鉄の酸化を極力抑制する観点から、還元性電解水（ｐＨ＝７〜１２が好ましい）を用いることが好ましい。分散剤として、ナフタレンスルホン酸系等の界面活性剤を使用しても良い。分散剤の使用量は、固形分に対して０．０１〜１０質量％が一般的で、０．１〜５質量％が好ましい。また前述の酸化防止剤を前記範囲内にてさらに使用しても良い。
【００４９】
本発明は、以上のように有機塩素系化合物で汚染された土壌を撹拌しながら鉄微粒子スラリーを注入する方法について述べてきたが、他の汚染源で汚染された土壌に対しても、同様に利用することができる。例えば六価クロムで汚染した土壌に、鉄微粒子スラリーを注入する際にも本発明の方法を利用することができる。
【００５０】
【実施例】
［実施例１］
（１）浄化対象の場所の土質柱状層及び汚染分布
浄化の対象とした場所は、地表０ｍ〜深度３．４ｍの範囲が埋土及びローム層、深度３．４〜１１．７ｍが粘土と砂の互層、１１．７〜１６ｍが砂層であり、テトラクロロエチレン（ＰＣＥ）、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）で汚染されていることが、事前調査により明らかになった。また、その面積は３ｍ×４ｍであった。この場所の土質柱状層及び汚染分布を図４に示す。
【００５１】
（２）浄化実験（撹拌工法Ａ）
図４に示す汚染土壌を、図３に示すＣＤＭ工法（機械撹拌式−スラリー系工法）に使用される攪拌機に以下の撹拌翼の構成以外は同様の攪拌機を用いて行った。即ち、使用したＣＤＭ工法用攪拌機は、直径１．０ｍの撹拌翼（長さ約０．５ｍの撹拌羽根枚数３枚からなる）を３個有する撹拌棒を２本用いた。
【００５２】
使用した鉄微粒子スラリーは、平均粒径０．６μｍの鉄微粒子の２５質量％水分散液を用いた。鉄微粒子スラリーの注入量は、事前に行った汚染濃度に従い、貫入位置毎に適宜設定した。貫入位置は２０箇所であった。
【００５３】
鉄微粒子スラリーの量を土壌１ｍ３当たり５０〜２００リットル用いて、羽根切り回数をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５で行った。Ｎ１＝３６０、Ｎ２＝４５０、Ｎ３＝５３０、Ｎ４＝６１０、Ｎ５＝７３０であった（単位：回／分）。
【００５４】
［実施例２］
（１）実施例１と同様である。
【００５５】
（２）浄化実験（撹拌工法Ｂ）
図４に示す汚染土壌を、図１に示すＤＣＳ工法に使用される攪拌機を用いて行った。ＤＣＳ工法用攪拌機の寸法は、外側撹拌翼の直径１．６ｍ、縦翼の長さ１．４５ｍ、撹拌ヘッドの直径１．７５ｍであった。
【００５６】
使用した鉄微粒子スラリーは、平均粒径０．６μｍの鉄微粒子の２５質量％水分散液を用いた。鉄微粒子スラリーの注入量は、事前に行った汚染濃度に従い、貫入位置毎に適宜設定した。貫入位置は２０箇所であった。
【００５７】
鉄微粒子スラリーの量を土壌１ｍ３当たり５０〜２００リットル用いて、羽根切り回数をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５で行った。Ｎ１＝３６０、Ｎ２＝４５０、Ｎ３＝５３０、Ｎ４＝６１０、Ｎ５＝７３０であった（単位：回／分）。
【００５８】
［評価結果］
得られた結果（トリクロロエチレンの浄化率）を図５〜７に示す。
【００５９】
図５に、砂層（深度３．４〜１１．７ｍ）における実施例１（工法Ａ）及び実施例２（工法Ｂ）による浄化率、図６に、粘土層（深度１１．７〜１６ｍにおける）における実施例１（工法Ａ）及び実施例２（工法Ｂ）による浄化率を示した。
【００６０】
浄化率は、以下の式で表される：
浄化率＝｛（６０日後の環境基準を満足したサンプル数）／（初期汚染サンプル数）｝×１００（％）
尚、環境基準値は０．０３ｍｇ／Ｌである。
【００６１】
図５及び図６の結果から、工法（Ａ，Ｂ）の違いにより、砂層、粘土層のいずれも浄化率に差があることが分かる。工法Ａ、Ｂの浄化率の最大値は、砂層においてはそれぞれ６５％、１００％であり、粘土層においてはそれぞれ２０％、１００％である。砂層、粘土層のいずれにおいても、工法Ａより工法Ｂの方が高い浄化率を示し、特に粘土層においてその傾向が強い。
【００６２】
羽根切り回数の相違によっても、砂層、粘土層における浄化率に差があることが分かる。工法Ｂでは、砂層、粘土層のいずれにおいても羽根切り回数Ｎ４で浄化率１００％を示した。羽根切り回数Ｎ２〜Ｎ５は、通常の地盤改良時の回数より大きい回数（即ち、回転速度も大きい）であるが、回転速度が大きすぎても必ずしも浄化率が高くならないことも分かる。
【００６３】
図７に、実施例２（工法Ｂ）で羽根切り回数Ｎ４で浄化処理（撹拌混合）を行った場合の汚染土壌のＴＣＥ濃度の経時変化を示す。浄化処理して５８日後には、ＴＣＥの土壌溶出量は環境基準値（０．０３ｍｇ／Ｌ）を満たしている。
【００６４】
上記土壌溶出量は公定法に従い測定した。
【００６５】
以上の結果から、原位置での有機塩素系化合物の混合撹拌による浄化においては、適切な混合方法及び最適な羽根切り回数が存在することが分かる。これは汚染土壌中の有機塩素系化合物は、土粒子表面に付着している場合と、地下水中に溶解している場合があるが、上記浄化方法が、土粒子表面の有機塩素系化合物と鉄微粒子との接触の回数を上昇させるのに特に有効であると考えられる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の方法を用いることにより、有機塩素系化合物で汚染された土壌を、掘削等することなく、効率よく原位置で浄化処理することができる。即ち、本発明の方法は、鉄微粒子スラリーを土壌に相対撹拌しながら注入することによって、シルト層や粘土層、関東ローム層等の浸透し難い土壌中にも均一に導入することができ、有機塩素系化合物と鉄微粒子との反応を促進することができる。これにより、シルト層や粘土層、関東ローム層等を含む土壌中の有機塩素系化合物の無毒化を迅速に且つほとんど完全に行うことができる。
【００６７】
従って、本発明の方法は、煩雑な掘削作業をする必要がなく、簡便に有機塩素系化合物汚染土壌を効率よく浄化することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の方法で用いられるＤＣＳ工法に使用される攪拌機の１例の断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ’線断面図ある。
【図３】図３は、本発明の方法で用いられるＣＤＭ工法に使用される攪拌機の１例の断面図である。
【図４】図４は、実施例で浄化処理した土壌の土質柱状層及び汚染分布である。
【図５】図５は、砂層（深度３．４〜１１．７ｍ）における実施例１（工法Ａ）及び実施例２（工法Ｂ）による浄化率を示すグラフである。
【図６】図６は、粘土層（深度１１．７〜１６ｍにおける）における実施例１（工法Ａ）及び実施例２（工法Ｂ）による浄化率を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例２（工法Ｂ）で羽根切り回数Ｎ４で浄化処理を行った場合の汚染土壌のＴＣＥ濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  外側回転軸
１１  内側回転軸
１２  内側撹拌翼
１３  外側撹拌翼
１４  縦翼
１５  撹拌ヘッド
１６  先端吐出口
３１Ａ，３１Ｂ  油圧モータ
３２Ａ，３２Ｂ  撹拌羽根
３３Ａ，３３Ｂ  回転軸
３４Ａ、３４Ｂ  圧送管
３５  吐出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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